Tot el controlador adaptatiu: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Desenvolupament i implementació

En aquest apartat es realitzarà un anàlisi dels elements necessaris per a la creació del prototip propòsit en aquest treball, tant de programari com a hardware, a més es donarà un breu resum del desenvolupament i la implementació realitzada per al prototip propòsit en aquest treball de titulació.

Pas 1:

Programari

A continuació, llistarà els programes utilitzats per al desenvolupament de prototipus de control de videojocs per a persones amb discapacitat motriu.

IDE Arduino

El Arduino IDE és un programari de codi obert i multiplataforma (disponible a Linux, MacOS, Windows), el que és utilitzat per programar i cargar aquest programa en llocs Arduino d’una manera molt fàcil. El IDE permet l’ús dels llenguatges C i C ++.

Aquest programari ha estat seleccionat degut a que té un fàcil accés i a la seva facilitat d'ús. Ja que el prototip serà alliberat en la seva totalitat, necessita que el codi sigui fàcil d’entendre per poder utilitzar-lo o si són necessaris millor per part de qui vulgui implementar-lo.

AutoDesk Eagle

Programari multiplataforma (disponible a Linux, MacOS, Windows), de disseny de diagrames i PCB. És un programa molt usat per al desenvolupament de projectes electrònics degut a que la seva llicència en moltes versions és gratuïta i conté una gran biblioteca de components.

SolidWorks

Programari de disseny en 3D per a Windows, fet per al modelament de peces o ensamblatges en 3D i fins a plans en 2D. Per posteriorment poder imprimir en una impressora 3D les estructures amb les que es construiran el prototipus de control de videojocs.

Maquinari

Placa Arduino MICRO

Un dels elements fonamentals del prototip de control de videojocs és la placa, aquesta farà el treball de manejar tots els esdeveniments o de processar tots els pulsos que la persona genere el moment de presionar alguna cosa dels botons del manament una vegada implementat.

Arduino MICRO

Algunes de les característiques que es tomaran en compte per a l’ús d’aquesta placa en el projecte van ser: el seu microcontrolador ATmega32U4, les seves dimensions 48mm x 18mm ja que al seu petit es optimitzi l’espai, la seva connexió micro USB que facilita connectar a una computadora, 20 pins digitals, 12 pins analògics.

Elements electrònics addicionals

Los demás elementos electrónicos que serán necesarios para el desarrollo del prototipo de control de videojuegos son elementos muy básicos y que se con mucha regularidad dentro de la electrónica, estos elementos son:

Resistències

Pulsadors

Conectores

Pas 2:

Desenvolupament

En aquesta secció es revisarà com va ser el desenvolupament del prototip de control de videojocs tant de maquinari com de programari. Per això es divideix en tres subseccions en les quals s’indicarà el disseny de les plaques, el disseny estructural del control i la programació realitzada per al microcontrolador.

Disseny de circuiteria

Per a la circuiteria del control es va realitzar el disseny de dues plaques al programa AutoDesk Eagle que es va revisar a la secció anterior. Una de les plaques dissenyades és la placa principal la qual va a contenir els elements electrònics principals del prototip propòsit, i l’altra és la placa secundària la qual connectarà els elements externs del control, en dit circuit que hem basat en la teoria de fluixos de corrent amb la llei bàsica de OHM la qual cosa permet calcular i dimensionar el fluix de corrent dins del nostre circuit i ancho de pistes que s’utilitza en dit prototip.

A continuació, presentarà els dissenys esquemàtics per a les dues plaques que formen part del prototip dissenyat de manera escalable per a futures millors del prototip, i amb les connexions estandaritzades a un nivell industrial.

es presenta el disseny esquemàtic per a la placa principal que serà el cervell que permet el correcte funcionament i convergència entre els nostres sistemes.

es presenta el disseny esquemàtic per a la placa secundària que ens permet utilitzar connectors de fàcil accés i sense manera de ser connectats erròniament.

A continuació, a la Figura 13 es presenta el disseny de la placa principal. Els elements electrònics que van soldats sobre aquesta placa son el Arduino, les resistències, connectors i els pulsadors.

Debem utilitzar el diagrama de PCB per poder ubicar correctament els components dins del nostre sistema de control.

Placa secundària

En la Figura 14 podem veure el disseny realitzat per a la placa secundària en aquesta placa es col·locaran els connectors per poder enllaçar els elements externs al control de videojocs ja la seva vegada es connecta a la placa principal enviant a Arduino totes les accions que es realitzen amb els pulsadors externs.

Disseny estructural

En aquesta subsecció de disseny estructural es revisarà cada una de les peces que s’imprimirà en una impressora 3D i que formarà la part estructural de prototip propòsit en aquest treball. Cabe recalcar que tots els dissenys de l’estructura del control i dels accessoris externs han estat dissenyats en el programa abans mencionat SolidWorks.

A continuació, a la Figura 15 es mostra el modelat final en 3D del prototip que es dissenya. Com es pot visualitzar el control consta de set botons, quatre usats per a les fletxes de moviment (dalt, baix, esquerra i dreta) i tres botons que depenen del videojoc de prendre el seu rol.

El manament va ser dissenyat de tal manera que tots els botons en aquest sean més fàcils de presionar que en els controls ordinaris, fent que alguns videojocs tornessin més accessibles per a persones amb discapacitat motriu gràcies a aquest manament.

Per a l’estructura del manament principal es divideix en dues parts, la tapa i la base del prototip.

Tapa del prototip

La tapa del prototipus la que serà impresa en 3D i en el que se situarà els set botons ja abans mencionats.

Base del prototip

A la segona peça, la base del prototip serà la base per ubicar les dues plaques que es dissenyen. Així com la tapa del prototipus la base també serà impresa en 3D, el disseny resultant per a aquesta peça es pot veure.

Elements externs del prototip

En aquesta part del document es presentaran els dissenys estructurals modelats en 3D per als elements externs o accessoris que aquest control de videojocs tindrà aquest prototip.

Com accessoris extra o elements externs es decideixen fer dos botons que representen els botons (X, Y, Z) del manament principal i un joystick que representen els botons de moviment (dalt, baix, esquerra, dreta).

Es pot trobar el modelat en 3D dels accessoris que es connecten a la part posterior del control de videojocs. Aquests accessoris una vegada connectats tenen com a funcionalitat de servir com a extensió dels botons del comandament principal. Logrando que estos botones se puedan colocar en algún lugar que sea cómodo para el jugador y sean mucho más fáciles de presionar.

Pas 3:

Desenvolupament de programació

En aquesta secció es detallen les biblioteques, estructures, funcions i sentències usades en el codi realitzat per al funcionament del prototip i lograr l’objectiu de que el prototip de control de videojocs sea lliure, de fàcil enteniment i replicació.

Com es mencionà en un punt anterior d’aquest document per al desenvolupament de la programació per al microcontrolador ATmega32U4 es realitzarà en el programari Arduino IDE.

Com a punt d’inici per al desenvolupament del codi hi ha que mencionar que es fa servir la bibliografia “”. Aquesta biblioteca permet que el 32U4 sea reconegut en una computadora com un rató o un teclat natiu de computadora. El que la biblioteca no permet fer-se enviar pulsacions de tecles a una computadora a través d’un port USB. Quan es detecta una pulsació de qualquiera dels botons del manament o dels elements externs es veien característics en codi ASCII cap a ell computador.

Otras librerías necesarias para el funcionamiento del prototipo son las librerías y, están librerías se usarán únicamente cuando el joystick este conectado al mandato principal. Lo que se logra amb aquestes llibres serà substituir els botons de moviment en el manament principal.

El codi, per a una millor explicació, podem dividir en tres parts les quals son: declaració de biblioteques i variables, la funció “setup ()” i la funció “loop ()”.

En el fragment de declaració de biblioteques i variables, consta de la biblioteca principal “keyboard.h” i es declara una variable tipus “char” per cada un dels botons que té el manament. Per exemple, per al botó de fletxa dreta la declaració serà el següent:

Cabe recalcar que per a alguns dels botons que s’utilitzen en el prototip la biblioteca ja té comandaments preestablerts per a ser usats, com és el cas de l’exemple anterior. Dicho esto, es necesario revisar la librería y verificar que comandos ya están preestablecidos para poder configurar.

El següent element dins del codi és la funció “setup ()”, en aquesta funció es realitza la configuració inicial que tindrà el microcontrolador. Se ejecutará la configuración para cada uno de los piñones para que se comporte como entrada ya que se usara un pin para cada uno de los botones y además se dará inicio a la biblioteca para que la placa comience la emulación d'un teclado.

Com el següent punt és executar la funció “loop ()”, aquesta funció serà la que estarà executant una i una altra vegada mentre el control estigui connectat. Per a aquesta funció es fa servir la sentència condicional IF per a cada un dels esdeveniments possibles que es podran generar el moment en què el jugador presioni cada un dels botons de manament principal o un botó dels elements externs o accessoris que es dissenyen.

El codi que es desenvolupa per al funcionament del prototip de control de videojocs es pot trobar en els anexos

Implementació

Una vegada completada la fase de disseny es pot donar inici a la fase d’implementació, amb tots els elements electrònics i les estructures impreses a la mà es procedeix a realitzar la implementació del prototip de control de videojocs proposat, en aquesta secció revisarem ràpidament l’elaboració del prototip.

Pas 4: Descàrrega d'Arxius STL

En aquesta secció es trobaran tots els fitxers STL per a la implementació del projecte.

Pas 5: Descàrrega d'Arxius Solidworks

En aquesta secció es troben tots els fitxers de solidworks per a la implementació del projecte.

Pas 6: Descàrrega d'Arxius Arduino

En aquesta secció es troben tots els arxius d’Arduino per a la implementació del projecte.

Pas 7: Descàrrega d'Arxius Eagle

En aquesta secció es trobaran tots els arxius de Eagle per a la implementació del projecte.